UANL UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN CICLO ESCOLAR: 2015-2016 LABORATORIO PARA REFORZAMIENTO 1 DE FÍSICA 2 ELABORÓ EL LABORATORIO: ACADEMIA DE FÍSICA 2 Y LABORATORIO JEFE DE LA ACADEMIA: LIC. LUÍS ÁNGEL ALCALÁ MEDINA PROGRAMA EDUCATIVO: PROPEDÉUTICO SEMESTRE : AGOSTO - DICIEMBRE 2015 FECHA: AGOSTO 2015 CLAVE: NOMBRE DEL ALUMNO(A):__________________________________________________________________________ GRUPO:________ N.L.__________ CALIFICACIÓN___________ VECTORES Que no se te olvide que: Cantidad escalar: es aquella que solo tiene, magnitud (número y unidad de medición). Por ejemplo: distancia, tiempo, rapidez, temperatura, trabajo, energía, calor, etcétera. Que no se te olvide que: Cantidad vectorial: es aquella que tiene; magnitud, dirección y sentido. Por ejemplo: desplazamiento, velocidad, aceleración, fuerza, peso, impulso, cantidad de movimiento, etcétera. Que no se te olvide que: El resultado que se obtiene de la suma de vectores, recibe el nombre de: vector resultante. Que no se te olvide que: El vector equilibrante, es aquel que tiene la misma magnitud y dirección que el resultante, pero sentido contrario. Que no se te olvide que: En el método gráfico del triángulo para sumar vectores: de la cabeza del primero, sale la cola del segundo y de la cola del primero, sale la cola del resultante y la cabeza del resultante, se junta con la cabeza del segundo vector. VR V2 V1 Que no se te olvide que: En este curso, se utiliza el sistema de coordenadas rectangulares en un plano, el cual consta de dos variables, x e y Que no se te olvide que: N θ = 180 - α θ=α Abscisas O E θ = 180 + α θ = 360 - α S Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 2 Que no se te olvide que: NOSE, es decir: N (-X, Y) (X, Y) 90° a 180° 0° a 90° O E (-X, -Y) (X, -Y) 180° a 270° 270° a 360° S Que no se te olvide que: Debes de observar con atención lo siguiente; si sobre alguno de los ejes del plano existen dos o más vectores, primero deberás hacer la suma correspondiente, por ejemplo: V1 = 5N V2 = 3N V5 = 4 N V4 = 2N V3 = 6N Entonces: Y = V1 + V2 + (- V3) = 2N al norte, X = V4 + (- V5) = - 2N óal oeste Que no se te olvide que: El siguiente paso sería: Si tienes dos vectores y cada uno se encuentra sobre un eje (X, Y), puedes encontrar el vector resultante aplicando el teorema de Pitágoras (𝑎2 + 𝑏 2 = 𝑐 2 ), observa la dirección de los vectores sobre los ejes y podrás deducir en que cuadrante, estará la resultante. (Ten cuidado con el ángulo de dirección) Por ejemplo: (+X, +Y) 𝜃=𝛼 (-X, -Y) (-X,+Y) 180 − 𝛼 = 𝜃 180 + 𝛼 = 𝜃360 − 𝛼 = 𝜃 Que no se te olvide que: Si tienes un vector entre los ejes, este tendrá una componente en X y otra en Y Que no se te olvide que: Las componentes rectangulares de un vector magnitud F y su dirección se pueden escribir como: Fx = F coseno del ángulo y Fy = F seno del ángulo (+X, -Y) Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 3 Que no se te olvide que: Si tienes varios vectores, deberás efectuar una sumatoria de fuerzas, observa que en la gráfica el vector 3, solo está sobre el eje X y lo tomarás en cuenta solo en la sumatoria en X, los vectores 1 y 2 si tienen componente en X y en Y V1 V2 V3 Que no se te olvide que: Debes tener cuidado con los ángulos, por ejemplo: Si en una gráfica te dan el ángulo que esta junto al eje de las Y, entonces, necesitas buscar el ángulo que este junto al eje de las X, para poder realizar las sumatorias correspondientes. En este ejemplo, necesitas trabajar con el ángulo de 30° ó con el de 150° Si trabajas con el ángulo de 30°, deberás de tomar en cuenta la dirección del vector en el eje X. Si trabajas con el ángulo de 150°, la dirección del vector aparecerá en tu calculadora. (el signo correspondiente) 60° Que no se te olvide que: ΣFy 1 𝑇𝑎𝑛 𝜃 = Después, 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛Σ𝐹𝑥 Con esta fórmula, encontrarás el ángulo junto al eje X, y dependiendo del cuadrante, deberás determinar que ángulo necesitas para la dirección (el ángulo total). PROBLEMAS DE VECTORES 1Sobre una superficie rectangular un cuerpo recorre todo el eje horizontal a 3 m/s y eje vertical 4 m/s. ¿Qué velocidad tendría que llevar para llegar al mismo punto final y en el mismo tiempo si atraviesa la superficie diagonalmente? a) 1 m/sb) 5 m/s c) 7 m/sd) 49 m/s 2Una lancha cuyo motor desarrolla una velocidad constante de 7m/s cruza un río de manera perpendicular a su corriente la cual tiene una velocidad de 2 m/s. Calcula el tiempo que tardará en cruzarlo si el ancho del río es de 140 m. a) 70 segundos. b) 20 segundos c)10 segundos d)19.23 segundos 3Una lancha cuyo motor desarrolla una velocidad constante de 7m/s cruza un río en donde la corriente tiene una velocidad de 2 m/s. Calcula la distancia que recorrerá pará cruzarlo si tarda un tiempo de 20 segundos a) 145.6m b) 7.28m c) 140.0m d) 40.0m 4- Vector que puede representar una magnitud a 40° al Este del Sur: a) b) c) d) Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 5- Hoja No. 4 Vector que puede representar una magnitud a 50° al Oeste del Norte: b) a) c) d) 6a) b) c) d) Calcula el vector resultante de los siguientes desplazamientos: 6 Km al Sur y 18 Km al Norte: 24 Km al Sur. 12 Km al Sur. 12 Km al Norte. 24 Km al Norte. 7a) b) c) d) Suma los siguientes vectores y encuentra el vector resultante: 12 m al Este y 15 m al Oeste. 3 m al Oeste 27 m al Este. 3 m al Este. 27 m al Oeste. 8Se aplican las siguientes fuerzas sobre un mismo cuerpo: F1 = 20 N a 60° y F2 = 30 N a 150°. Calcula el vector resultante de la suma de éstas fuerzas por el método gráfico: a) 1286.48 N a 116.13° b) 28.05 N a -63.86° c) 4.04 N a -2.03° d) 35.86 N a 116.13° 9Calcula el vector resultante de la suma de las siguientes fuerzas por el método gráfico: F1 = 50 N a 40° y F2 = 20 N a 270° a) 39.84 N a 17.52°b) 1588 N a 72.47° c) 1588 N a 17.52°d) 7.07 N a 72.47° 10a) b) c) d) Calcula las componentes rectangulares del siguiente vector: 150 m/s a 30° Vx = -25.98 m/s y Vy = 15 m/s Vx = 129.9 m/s y Vy = 75 m/s Vx = 15 m/s y Vy = -25.98 m/s Vx = 75 m/s y Vy = 129.9 m/s 11- Calcula las componentes rectangulares del siguiente vector: 10 m/s a 60° a) b) c) d) Vx = 8.6 m/s y Vy = 5 m/s Vx = 10.41 m/s y Vy = 59.08 m/s Vx = 59.08 m/s y Vy = 10.41 m/s Vx = 5 m/s y Vy = 8.6 m/s 12a 270°, a) b) c) d) Calcula el vector resultante de la suma de las siguientes velocidades por el método de las componentes: 10 m/s 20 m/s a 45° y 15 m/s a 90° 557 m/s a 53.61° 53.61m/s a 23.6° 23.6 m/s a 53.61° 23.6 m/s a 36.38° 13Un auto recorre 15m hacia el Sur y 40 m hacia el N.E. Calcula el desplazamiento resultante por el método de las componentes: a) b) c) d) 6.4 m a 24.9° 30.87 m a 24.9° 6.4 m a 65.09° 30.87 m a 65.09° Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 5 DINÁMICA Que no se te olvide que: La dinámica: es la parte de la mecánica que analiza las causas del movimiento. La aceleración y su causa (la fuerza) puede ser resumido en 3 principios conocidos como las leyes de Newton para el movimiento. Que no se te olvide que: La fuerza puede definirse como un empujón o un tirón. Una fuerza es algo capaz de cambiar el estado de movimiento de un objeto. Algunas veces, las fuerzas como la de la gravedad generan aceleraciones, otras veces, las fuerzas estiran, doblan o comprimen un objeto. Que no se te olvide que: Todas las fuerzas son vectoriales (tienen magnitud y dirección). Pueden aumentar o disminuir la rapidez del movimiento de un objeto o cambiar, la dirección de su movimiento. Que no se te olvide que: Los físicos agrupan a las fuerzas en 4 clases: a) La fuerza gravitacional: es una fuerza atractiva que existe entre todos los objetos. b) Fuerza electromagnética: es la que surge de una propiedad básica de las partículas denominada carga eléctrica. Estas fuerzas le dan a los materiales su resistencia, su capacidad para ser dobladas, comprimidos, estirados o destrozados. c) Fuerza nuclear: es la que mantiene unidos entre si a las partículas en el núcleo y es considerada la más fuerte de las fuerzas. d) Fuerza nuclear débil: es realmente una forma de fuerza electromagnética y esto relacionada con los procesos de decaimiento radioactivo de algunos núcleos. Otra forma de clasificar las fuerzas es la siguiente: a) Fuerzas de contacto: surgen a causa del contacto físico entre los objetos. Por ejemplo: al empujar una puerta, al lanzar o patear una pelota, etc. b) Fuerzas de acción o distancia o fuerzas de campos: la gravedad, la fuerza eléctrica entre 2 cargas y las fuerzas magnéticas entre 2 imanes, son ejemplos donde se da a conocer el concepto de campo. Que no se te olvide que: Las bases para la 1ª. Ley de Newton del movimiento se deben a Galileo. Para estudiar el movimiento Galileo utilizo pelotas que rodaban sobre planos inclinados. Galileo llego a la conclusión de que los cuerpos en movimiento presentan el comportamiento de mantener ese movimiento y de que un objeto inicialmente en reposo permanecerá así a menos que algo lo mueva. A esto se le llama inercia. Que no se te olvide que: Inercia: es la tendencia natural de un objeto a mantener un estado reposo o a permanecer en movimiento rectilíneo uniforme (velocidad constante). Que no se te olvide que: Newton relaciona el concepto de inercia con la masa, definiéndola como una medida de la inercia. Esto quiere decir que un objeto con mayor masa tiene más inercia o resistencia a un cambio en su movimiento, que un objeto menos masivo (menor masa). 1ª. LEY DE NEWTON DEL MOVIMIENTO (LEY DE LA INERCIA) Si sobre un objeto no actúa una fuerza neta, permanece en reposo o se mueve con velocidad constante en línea recta. Que no se te olvide que: Cuando varias fuerzas actúan sobre un objeto nos interesará su efecto combinado (la fuerza neta). La fuerza neta es el vector, resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto o sistema. Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 6 Que no se te olvide que: 5N La fuerza neta es 0 cuando fuerzas iguales de magnitud actúan en sentidos opuestos (son fuerzas equilibradas) 5N 5N 10N Una fuerza neta diferente de 0, se refiere a una fuerza no equilibrada o fuerza neta, esta produce una aceleración El método para encontrar la fuerza neta que actúa sobre un objeto consiste en sumar todas las fuerzas presentes incluyendo su signo. Que no se te olvide que: SEGUNDA LEY DE NEWTON La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el e inversamente proporcional a su masa. a = F/m F=ma Que no se te olvide que: Si la fuerza aumenta, la aceleración aumenta. Que no se te olvide que: Si la masa aumenta, la aceleración disminuye. Que no se te olvide que: La dirección de la aceleración es la de la fuerza neta que se aplica. Que no se te olvide que: La unidad del sistema internacional para la fuerza es el Newton (N). N = k g m / s². Esto se define como la fuerza que al actuar sobre una masa de 1 Kg., la acelera a razón de 1m/s². Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 7 Que no se te olvide que: TERCERA LEY DE NEWTON (LEY DE ACCION-REACCION) Para cada acción existe una reacción igual y opuesta. Cuando un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto el segundo ejerce una fuerza sobre el primero igual en magnitud pero en dirección opuesta (sentido contrario). Que no se te olvide que: El peso de un objeto, se define como la fuerza de atracción gravitacional ejercida sobre él por un cuerpo de gran masa. W = mg Que no se te olvide que: El peso de un objeto es una cantidad vectorial (el cual tiene una dirección hacia el centro del cuerpo de gran masa), y la masa es una cantidad escalar. Que no se te olvide que: Fuerza Normal. Cuando un objeto se encuentra en reposo o se mueve sobre un plano, se observa que interaccionan entre sí, de tal forma que el objeto ejerce una fuerza F sobre el plano, denominada como compresión normal, y a su vez, la superficie ejerce una fuerza N sobre el objeto, a esta fuerza se le conoce como la fuerza normal al plano (N) la cual es siempre perpendicular a dicha superficie. APLICACIONES DE LA 2ª. LEY DE NEWTON Que no se te olvide que: Las fuerzas paralelas al plano, son las únicas que actúan en el movimiento de los cuerpos, por ejemplo: mov En este caso: # 1 a Las fuerzas paralelas al plano son: la fuerza aplicada y la fuerza de fricción N F f La Normal y el Peso, son perpendiculares al plano, por lo tanto, no actúan en el movimiento. W La normal es igual al peso: N = W La fuerza de fricción: 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 8 N En este caso: # 2 Fy Las fuerzas paralelas al plano son: la Fx y la Ff, y son las que actúan en el movimiento. Fa Ff Fx La normal, la Fy y el peso, son perpendiculares al plano, por lo tanto, no actúan en el movimiento. La normal, es igual; al peso, menos la Fy: 𝑵 = 𝑾 − 𝑭𝒚 W 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 𝐹𝑥 = 𝐹 cos 𝜃 𝐹𝑦 = 𝐹 𝑠𝑒𝑛 𝜃 Que no se te olvide que: mov En este caso: # 3 a Fx Las fuerzas paralelas al plano son: la Fx y la Ff, y son las que actúan en el movimiento. N Ff F Fy La normal, la Fy y el peso, son perpendiculares al plano, por lo tanto, no actúan en el movimiento. W La normal, es igual; al peso, más la Fy: 𝑵 = 𝑾 + 𝑭𝒚 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 N En este caso: # 4 f Wx F Las fuerzas paralelas al plano son: la Fa, la Ff y la Wx La normal y la Wy, son perpendiculares al plano, por lo tanto, no actúan en el movimiento. W La normal, es igual a la Wy: 𝐍 = 𝐖𝐲 Que no se te olvide que: 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 Wx = 𝐖𝐬𝐞𝐧𝛉 Wy = 𝐖𝐜𝐨𝐬𝛉 W = mg En este caso: # 5 Las fuerzas paralelas al plano son: la Ff y la Wx N Wx f La normal y la Wy, son perpendiculares al plano, por lo tanto, no actúan en el movimiento. La normal, es igual a la Wy: W 𝐍 = 𝐖𝐲 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 9 Que no se te olvide: Como resolver los problemas de planos y que el coeficiente de fricción estático, siempre es mayor que el cinético mov a N 𝑭𝒂 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 F f La normal es igual al peso: N = W W La fuerza de fricción: 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 N Fy 𝑭𝒙 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 Fa 𝐹𝑥 = 𝐹 cos 𝜃 Ff Fx 𝐹𝑦 = 𝐹 𝑠𝑒𝑛 𝜃 La normal, es igual; al peso, menos la Fy: 𝑵 = 𝑾 − 𝑭𝒚 W 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 Mucho ojo con la normal en este tipo de gráfica: mov 𝑭𝒙 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 a Fx 𝐹𝑥 = 𝐹 cos 𝜃 N Ff F 𝐹𝑦 = 𝐹 𝑠𝑒𝑛 𝜃 Fy La normal, es igual; al peso, más la Fy: W 𝑵 = 𝑾 + 𝑭𝒚 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 Que no se te olvide que: En plano inclinado con movimiento hacia arriba: N f Wx 𝑭𝒂 − 𝑾𝒙 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 La normal, es igual a la Wy: 𝐍 = 𝐖𝐲 F Wx = W senθ W Wy = W cosθ W = mg 𝐹𝑓 = 𝜇𝑁 Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 1 0 Que no se te olvide que: En plano inclinado con movimiento hacia abajo: N Wx 𝑾𝒙 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 f W Vamos a practicar, resuelve cada ejemplo con los mismos datos y observa la diferencia (ten cuidado con el valor de la Normal): Un cuerpo de 2 Kg de masa se encuentra en un plano horizontal, si el coeficiente de fricción cinético es de 0.04. Cuál es F1 = 10N su aceleración? F1 = 10N F1 = 10N 1.-2.- 3.m m m = 30 1.- 𝑭𝒂 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 = 30 2.- 𝑭𝒙 − − 𝑭𝒇 𝑭𝒇 = 𝑭𝒙 =𝒎𝒂 𝒎𝒂 𝑭𝒂 − 𝝁𝑵 = 𝒎𝒂 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 − − 𝝁𝑵 𝝁𝑵 = = 𝒎𝒂 𝒎𝒂 𝑭𝒂 − 𝝁𝒎𝒈 = 𝒎𝒂 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 − −𝝁 𝝁𝑾 𝑾− − 𝑭𝒚 𝑭𝒚 = = 𝒎𝒂 𝒎𝒂 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 − −𝝁 𝝁 𝒎𝒈 𝒎𝒈 − − 𝑭𝒔𝒆𝒏𝜽 𝑭𝒔𝒆𝒏𝜽 = = 𝒎𝒂 𝒎𝒂 𝑭𝒙 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 3.- 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 − 𝝁𝑵 = 𝒎𝒂 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 − 𝝁 𝑾 + 𝑭𝒚 = 𝒎𝒂 𝑭𝒄𝒐𝒔𝜽 − 𝝁 𝒎𝒈 + 𝑭𝒔𝒆𝒏𝜽 = 𝒎𝒂 4.- F F = 10N 𝑭𝒂 − 𝑭𝒇 − 𝑾𝒙 = 𝒎𝒂 𝑭𝒂 − 𝝁𝑵 − 𝒎𝒈𝒔𝒆𝒏𝜽 = 𝒎𝒂 𝑭𝒂 − 𝝁𝑾𝒚 − 𝒎𝒈𝒔𝒆𝒏𝜽 = 𝒎𝒂 = 30 𝑭𝒂 − 𝝁𝒎𝒈𝒄𝒐𝒔𝜽 − 𝒎𝒈𝒔𝒆𝒏𝜽 = 𝒎𝒂 Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2Hoja No. 11 𝑾𝒙 − 𝑭𝒇 = 𝒎𝒂 5.- Si el objeto se acelerara hacia abajo Por el plano inclinado: 𝒎𝒈𝒔𝒆𝒏𝜽 − 𝝁𝑵 = 𝒎𝒂 𝒎𝒈𝒔𝒆𝒏𝜽 − 𝝁𝑾𝒚 = 𝒎𝒂 𝒎𝒈𝒔𝒆𝒏𝜽 − 𝝁𝒎𝒈𝒄𝒐𝒔𝜽 = 𝒎𝒂 Autoevaluación 1.- Si un objeto esta en reposo: a) La Fuerza neta es mayor que cero. b) La Fuerza neta es igual a cero. c) No actúa ninguna Fuerza. d) La Fuerza neta es menor que cero. 2.- La tendencia de un objeto a mantener su estado de movimiento se llama: a) Segunda ley de Newton. b) Principio de Galileo. c) Inercia. d) Peso. 3.- Si un objeto se mueve a velocidad constante: a) Debe haber una fuerza en la dirección de la velocidad. b) No debe haber una fuerza en la dirección de la velocidad. c) No debe haber una fuerza neta. d) Debe haber una fuerza neta en la dirección de la velocidad. 4.- Si la fuerza neta sobre un objeto es cero: a) Esta en reposo. b) Está en movimiento a velocidad constante. c) Tiene aceleración cero. d) Todo lo anterior. 5.- Un objeto pesa 300 N en la tierra y 50 N en la Luna, entonces: a) Posee más inercia en la tierra. b) Posee más inercia en la luna. c) Posee igual inercia en la tierra y en la luna. d) No se puede saber. 6.- La unidad de fuerza Newton equivale: a) Kg*m/s b) Kg*m/s2 c) Kg*m2/s d) Ninguna de las anteriores. 7.- Un astronauta tiene una masa de 70 Kg medida en la tierra. ¿Cuánto pesara en el espacio profundo, lejos de cualquier cuerpo celestial y que masa tendrá?. a) 0 N y 70 Kg. b) 70 N y 0 Kg. c) 0 N y 0 Kg. d) Ninguna de las anteriores. 8.- Es una medida cuantitativa de la inercia. a) Masa. b) Peso. c) Fuerza neta. d) Aceleración. Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2Hoja No.12 9.- ¿Que fuerza neta actúa sobre un objeto de 1.0 Kg de masa en caída libre?. a) 0 N. b) 9.8 N. c) 1 N. d) No se puede saber. 10.- Una fuerza horizontal actúa sobre un objeto en una superficie horizontal sin fricción. Si la fuerza se reduce a la mitad y se aumenta al doble la masa del objeto, la aceleración seria: a) Cuatro veces. b) Dos veces. c) La mitad de lo que tenía. d) La cuarta parte de lo que tenía. 11.- El par de fuerzas de la tercera ley de Newton. a) Consiste en fuerzas que siempre son opuestas, pero no siempre iguales. b) Siempre se cancela cuando se aplica la segunda ley a un cuerpo. c) Siempre actúa sobre el mismo objeto. d) Consiste en fuerzas iguales y opuestas, pero que actúan sobre objetos distintos. 12.- La inercia que posee un cuerpo depende de: a) Su masa. b) Su peso. c) Su volumen. d) Su densidad. 13.- Es algo que puede cambiar el estado de movimiento de un cuerpo a) Fuerza. b) Velocidad. c) Masa. d) Peso. 14.- Es la tendencia natural de los cuerpos a mantener un estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. a) Fuerza. b) Inercia. c) Aceleración. d) Velocidad. 15.- Fuerza de atracción gravitacional que un cuerpo celeste ejerce sobre un objeto. a) Volumen. b) Inercia. c) Peso. d) Masa. 16.- Es la fuerza que una superficie ejerce sobre un objeto. a) Fuerza neta. b) Peso. c) Tensión. d) Fuerza normal. 17.- Un objeto de 6 Kg se lleva a la luna, donde la aceleración debida a la gravedad es solo la sexta parte que en la tierra. La masa del objeto en la luna es: a) 0 Kg. b) 1.0 Kg. c) 6.0 Kg. d) 36 Kg. 18. a) b) c) d) 19. a) b) c) d) Los diagramas de cuerpo libre son útiles para resolver problemas de: Velocidad Aceleración Fuerzas Densidad ¿En cuál de los siguientes casos la segunda ley de Newton no es igual a cero? Si el cuerpo se mueve con velocidad constante Si el cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional estático Si el cuerpo se mueve con aceleración constante Si se encuentra en reposo Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2 Hoja No. 13 20. a) b) c) d) ¿Cuándo un cuerpo no se encuentra en equilibrio traslacional? Si F=ma y a≠0 Si ∑Fx=0 y ∑Fy=0 Si F=ma y velocidad uniforme Si el cuerpo permanece en reposo 21. a) b) c) d) ¿Cuándo un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional estático? Si F=ma y a≠0 Si ∑Fx=0 y ∑Fy=0 Si F=ma y velocidad uniforme Si el cuerpo permanece en reposo 22. a) b) c) d) Es la resistencia al movimiento, que se da entre las superficies en movimiento: Fuerza normal Fuerza de acción y reacción Tensión Fuerza de fricción 23. a) b) c) d) El coeficiente de fricción cinética depende de: La distancia recorrida Área de contacto Tipo de material de las superficies en contacto La normal 24. a) b) c) d) ¿Cómo es el valor del coeficiente de fricción cinético con respecto al coeficiente de fricción estático? µk= µs µk< µs µk>µs No se puede saber 25. a) b) c) d) La fricción siempre es contraria: Al sentido del movimiento A la fuerza A la aceleración A la velocidad 26. a) b) c) d) La fuerza de fricción esta dirigida en forma _____________________ a las superficies en contacto. Angular Perpendicular Paralela A 90º 27. a) b) c) d) El origen de la fricción se debe a: El movimiento La fuerza aplicada La rugosidad de los materiales La atracción entre las superficies en contacto 28. Desde lo alto de una loma, un cuerpo desciende desde lo alto de una superficie sin fricción, y luego el cuerpo desciende sobre la misma superficie, pero con fricción, ¿cómo será su velocidad en la base de la superficie cuando hay fricción que cuando no la hay? a) Mayor b) Menor c) Igual d) Igual a cero 29. La relación de cuatro sustancias con respecto a una persona es de µk1>µk2=µk3>µk4, en cual superficie se podrá deslizar más fácilmente, dicha persona? a) µk1 b) µk2 c) µk3 d) µk4 Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2Hoja No. 14 INSTRUCCIONES: REALIZA LAS SIGUIENTES SUMAS DE VECTORES CON LOS MÉTODOS ANALITICOS.. 1.- Un automóvil viaja 30 km hacia el Este, en una carretera plana hasta llegar a una encrucijada, en la que cruza hacia el Norte y recorre 90 km antes de detenerse. Encontrar el desplazamiento resultante del automóvil. R= 94.86 km a 71.56° 2.- Un avión vuela en dirección al Norte a 100 m/s, y es empujado al Oeste por un viento fuerte de 50 m/s. Determine la magnitud y la dirección de la velocidad resultante del avión. R= 111.8 m/s a 116.56° 3.- Dos Fuerzas, F1= 120N y F2= 200N, actúan sobre un mismo cuerpo formando un ángulo de 70° entre sí. Calcula la magnitud y dirección de la fuerza resultante. R= 266.11N a 44.92° 4.- Dos fuerzas de 550N c/u se utilizan para sacar de una zanja a un auto. Si el ángulo entre las dos fuerzas es de 45°, hallar la magnitud y dirección de la fuerza resultante. R= 1016N a 22.5° 5.- Un barco viaja 100 millas hacia el N el primer día, 60 millas al NE y 120 millas al E el tercer día. Encuentre el desplazamiento resultante. R= 216.02 millas a 41.24° 6.- Tres cuerdas están atadas a una estaca ejerciendo las siguientes fuerzas. Obtener la fuerza resultante ejercida sobre la estaca. A=20N a 25° B=30N a 125° C= 40N a 300° R= 20.98N a 355.59°° 7.- Hallar la magnitud y la dirección de la fuerza resultante del siguiente sistema de fuerzas: F1 = 40 N a 15° F2 = 25 N a 80° F3 = 30 N a 150° R= 52.78N a 71.21° INSTRUCCIONES: RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS DE DINÁMICA 1.- Una persona pesa en la Tierra 850N, ¿cuál será su peso y su masa en la Luna (g = 1.6 m/s2) ? R= 141.66N 2.- Una masa de 3 kg se somete a una aceleración de a = 5.3m/seg2 Determine la fuerza que produce esta aceleración. R= 15.9 N Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2Hoja No. 15 3.-Que fuerza se debe ejercer sobre un cuerpo de 15 kg de masa para que acelere a 4 m/seg2 R= 18 m/s 4.- Un automóvil de 800 kg que parte del reposo alcanza una velocidad de 64.8 km/hr al final de 6s, encuentra la magnitud de la fuerza que lo acelera. R= 2400 N 5.- ¿Qué fuerza neta se necesita para desacelerar uniformemente a un automóvil de 1500 kg de masa desde una velocidad de 100 km/h. hasta el reposo, en una distancia de 55 m? R= 10,521.88 N 6.- Un cuerpo de 3 kg parte del reposo y se mueve una distancia de 4 metros en 2 seg. Bajo la acción de una fuerza constante única. Encuentre la magnitud de la fuerza? R= 6 7.- Una fuerza horizontal de 80N, se utiliza para deslizar una caja una distancia de 6m a través del piso, en un tiempo de 8s. Encuentra la masa de la caja (desprecia la fricción). R= 426.66 kg 8.- Se utiliza una fuerza de 160N inclinada 40º con la horizontal, para deslizar un trineo 180m en 20s. Encuentra la masa del trineo (desprecia la fricción). R= 136.17kg 9.- Un cuerpo de 60 kg está apoyado sobre un plano de inclinación 37°, como muestra la figura. La intensidad de la fuerza F es de 500 N. Despreciando el rozamiento, calcula la aceleración del bloque. 2 R= 2.43m/s 0 10.- Un bloque se desliza hacia abajo por un plano sin fricción que tiene una inclinación de θ = 15 . Si el bloque parte del reposo en la parte superior, encuentre la magnitud de la aceleración del bloque. 2 R= 2.53m/s Laboratorio 1 de Reforzamiento Física 2Hoja No. 16 11.- Una caja de 40 kg se arrastra 30 m por un piso horizontal, aplicando una fuerza constante F= 100 N ejercida por una persona. Tal fuerza actúa en un ángulo de 60º. El piso ejerce una fuerza de fricción o de roce Fr = 20 N. Encuentra la aceleración producida sobre la caja. 2 a = 0.75 m/s 12.- Sobre una caja de 40 N se aplica una fuerza inclinada 35° con la horizontal. Si la caja se desliza horizontalmente con 2 una aceleración de 1.6 m/s y el coeficiente de fricción cinético es 0.4. Calcula la magnitud de la fuerza aplicada. F = 21.63 N 13.- Una fuerza de 80 N Inclinada 30°con la horizontal, empuja sobre una superficie horizontal a un objeto de 50 kg. Si el coeficiente de fricción cinético es 0.12. Calcula la aceleración del objeto. 2 a= 0.3056 m/s 14- Un bloque es arrastrado hacia la derecha a velocidad constante por una fuerza de 100N que actúa formando un ángulo de 30° por encima de la horizontal. El coeficiente cinético de rozamiento entre el bloque y la superficie es 0.5. Cuál es el peso del bloque. Supóngase que todas las fuerzas actúan en el centro del bloque. w = 223.2 N 15.- Una caja de 40kg sube con velocidad constante, por un plano inclinado 34º con la horizontal, debido a la acción de una fuerza paralela al plano. Si el coeficiente de fricción es de 0.3. Encuentra la magnitud de la fuerza aplicada F = 316.694 N
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